工程教育背景下飛制專(zhuān)業(yè)制圖類(lèi)課程教學(xué)改革初探

竇忠宇，張殿喜

（安順學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，貴州 安順 561000）

我國(guó)于2016年正式成為《華盛頓協(xié)議》的會(huì)員，2015年，中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)正式成立，全面開(kāi)展各工程教育本科專(zhuān)業(yè)的認(rèn)證工作[1-2]。

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，評(píng)價(jià)工科專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生能力是否達(dá)到行業(yè)的要求，堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)進(jìn)行提高，這與新工科的應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求是一致的，普通高校依據(jù)企業(yè)崗位要求的知識(shí)與能力，有目的地完善培養(yǎng)方案中不足之處，逐漸提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。工程圖學(xué)是研究工程圖樣表達(dá)與技術(shù)交流的一門(mén)學(xué)科，與工程圖學(xué)學(xué)科對(duì)應(yīng)的是制圖類(lèi)課程，這也是普通高校工科專(zhuān)業(yè)重要的工程基礎(chǔ)課程[3]。隨著信息技術(shù)和能力要求的變化，制圖類(lèi)課程的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、參與交流的對(duì)象、圖紙表達(dá)的含義等方面都發(fā)生了巨大變化。在制造工程應(yīng)用中面向全生命周期的三維數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、3D打印制造技術(shù)、基于圖像的三維建模已成為工程應(yīng)用的重要方向[4]，因此制圖類(lèi)課程教學(xué)體系內(nèi)容需要適配新工科發(fā)展要求以及工程教育認(rèn)證的建設(shè)需要。本文基于安順學(xué)院飛制專(zhuān)業(yè)制圖類(lèi)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，將制圖類(lèi)課程的教學(xué)體系內(nèi)容進(jìn)行模塊化構(gòu)建，提升理論基礎(chǔ)和工程實(shí)踐，為培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型飛制專(zhuān)業(yè)人才提供一些思考。

1 教學(xué)現(xiàn)狀和問(wèn)題

制圖課程是工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)必修基礎(chǔ)課程，國(guó)內(nèi)大多數(shù)院校制圖類(lèi)課程開(kāi)設(shè)主要分為工程制圖和計(jì)算機(jī)繪圖兩部分，工程制圖主要的內(nèi)容著重于平面圖形的識(shí)讀和繪制，計(jì)算機(jī)繪圖以AUTOCAD軟件學(xué)習(xí)為主，課程教學(xué)主要以教師為中心，灌輸知識(shí)為主，即知識(shí)點(diǎn)+練習(xí)的傳統(tǒng)教學(xué)方法[5]，這樣的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能滿(mǎn)足工程教育認(rèn)證的要求，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

1.1 課程內(nèi)容與專(zhuān)業(yè)

飛行器制造工程專(zhuān)業(yè)對(duì)制圖課程的要求與機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基本一致，制圖課程內(nèi)容主要包括投影的基礎(chǔ)知識(shí)、立體的投影、組合體、機(jī)件常用的表達(dá)方法、標(biāo)準(zhǔn)件及常用件、零件圖、裝配圖、AUTOCAD繪圖等內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容繁多，同時(shí)教學(xué)中以機(jī)械圖樣為主，這就導(dǎo)致學(xué)生雖然具備了基本的讀圖、繪圖能力，卻對(duì)本專(zhuān)業(yè)工程圖樣依然比較陌生，影響學(xué)生工程能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。

1.2 教學(xué)方法與手段

制圖類(lèi)課程由于學(xué)時(shí)的壓縮、課程開(kāi)設(shè)時(shí)間、學(xué)生的基礎(chǔ)等問(wèn)題導(dǎo)致授課主要采用“講授法+練習(xí)”的教學(xué)，課后作業(yè)沒(méi)有大量時(shí)間進(jìn)行逐一講解。由于制圖作業(yè)并不是簡(jiǎn)單的“對(duì)”或“錯(cuò)”，學(xué)生的錯(cuò)誤都不完全一樣，這會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和積極性。傳統(tǒng)的教學(xué)方法與手段已然不能適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，也不能達(dá)到工程教育認(rèn)證“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的要求。

1.3 教學(xué)評(píng)價(jià)

制圖類(lèi)課程的評(píng)價(jià)方式主要以期末考核為主，平時(shí)作業(yè)和過(guò)程性評(píng)價(jià)占比較小，重視程度不高，這導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，平時(shí)課堂參與度較弱，教師無(wú)法全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和能力的達(dá)成度，嚴(yán)重影響“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的新時(shí)代發(fā)展要求。

2 基于工程教育認(rèn)證的制圖類(lèi)課程教學(xué)改革

構(gòu)建新體系的制圖課程體系，先要強(qiáng)化“以學(xué)生為中心”思維理念，用好課上教學(xué)和第二課堂教學(xué)互補(bǔ)的方式，課上教學(xué)以學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)和技能為主，第二課堂以工程實(shí)踐教學(xué)為主，教學(xué)方式融合線上線下，強(qiáng)化工程教育理念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和活力，具體模塊化內(nèi)容體系構(gòu)建措施如下。

2.1 課程內(nèi)容體系構(gòu)建

飛行器制造專(zhuān)業(yè)制圖類(lèi)課程有機(jī)械制圖和計(jì)算機(jī)繪圖兩大部分，黃利平[6]等人提出把制圖課程內(nèi)容分為畫(huà)法幾何、制圖基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)常識(shí)和計(jì)算機(jī)繪圖5部分。通過(guò)課程內(nèi)容分為5個(gè)模塊：畫(huà)法幾何基礎(chǔ)、機(jī)械工程基礎(chǔ)、工程案例、CAD平面圖形和三維建模。通過(guò)建設(shè)清晰明朗的模塊化教學(xué)內(nèi)容，聯(lián)系線上線下教學(xué)方式，針對(duì)教學(xué)中課時(shí)少、學(xué)生基礎(chǔ)差、主動(dòng)性低的特點(diǎn)提升教學(xué)質(zhì)量和能力。

學(xué)生通過(guò)畫(huà)法幾何基礎(chǔ)學(xué)習(xí)繪圖和識(shí)圖的基礎(chǔ)知識(shí)和技能，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、繪圖方法、點(diǎn)線面、組合體和表達(dá)方法，本模塊的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)思維和追求極致的美學(xué)理念，同時(shí)為CAD平面圖形模塊學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。機(jī)械工程基礎(chǔ)模塊學(xué)習(xí)常用件、零件圖和裝配圖，通過(guò)了解零、部件的作用、結(jié)構(gòu)和裝配方式，對(duì)零件圖和裝配圖有新的認(rèn)識(shí)和理解。學(xué)生通過(guò)工程案例模塊認(rèn)識(shí)工程制圖內(nèi)容在實(shí)際工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，通過(guò)引入工程實(shí)踐中航空項(xiàng)目所用的一些圖紙資料，從工程角度講解圖紙上要表達(dá)的內(nèi)容和繪制方法，從宏觀到微觀。工程案例教學(xué)模塊是第二課堂教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生的工程理念和工程實(shí)踐能力。CAD平面圖形是學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)繪圖的重要基礎(chǔ)模塊，通過(guò)這部分學(xué)習(xí)從而掌握Auto-CAD軟件的操作，這部分內(nèi)容通過(guò)課堂教學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)。三維建模部分鍛煉學(xué)生的空間思維和實(shí)體建模能力，通過(guò)第二課堂學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)三維建模軟件UG、PROE等，以工程實(shí)例為主提升學(xué)生工程實(shí)踐能力。通過(guò)課上教學(xué)和第二課堂把制圖課程知識(shí)和技能進(jìn)行模塊化分解，從而解決目前高校課時(shí)壓縮和工程能力培養(yǎng)的問(wèn)題。

2.2 教學(xué)方法手段多樣化

制圖類(lèi)課程教學(xué)中的重要目標(biāo)在于如何提高學(xué)生的空間想象和空間分析能力，構(gòu)建平面圖形和三維實(shí)體的對(duì)應(yīng)關(guān)系，突破“講授法+練習(xí)”的教學(xué)方法，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定線上線下教學(xué)模式，線上建立教學(xué)資源庫(kù)，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)展全天候的輔助教學(xué)，線下教學(xué)可采用實(shí)體模型、視頻演示、微課教學(xué)等多種形式提高學(xué)生的參與度和積極性，在畫(huà)法幾何理論知識(shí)講解中融入三維建模內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于二維-三維的空間轉(zhuǎn)換理解。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院在長(zhǎng)期實(shí)踐中提出了一套“二維―三維融合”的教學(xué)體系，提高了學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力[7]。在課堂、實(shí)踐等教學(xué)環(huán)節(jié)中，采用啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方式鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，在課后增加構(gòu)思環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想思維的習(xí)慣，提高創(chuàng)新能力。在計(jì)算機(jī)繪圖教學(xué)中增加設(shè)計(jì)性?xún)?nèi)容，讓學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)，提升工程思維能力。

2.3 持續(xù)改進(jìn)教學(xué)評(píng)價(jià)方式

教學(xué)內(nèi)容的模塊式和教學(xué)方法的多樣化需要匹配持續(xù)變化的教學(xué)評(píng)價(jià)方式，制圖類(lèi)課程是應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，全面考查學(xué)生的能力只靠期末試卷很難反應(yīng)，因此采用多元化綜合考核方式，針對(duì)出勤、課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、尺規(guī)作圖、線上學(xué)習(xí)參與度等方面，根據(jù)各項(xiàng)考核內(nèi)容設(shè)定系數(shù)進(jìn)行過(guò)程性綜合評(píng)價(jià)。任課教師通過(guò)對(duì)考核評(píng)價(jià)結(jié)果的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中的不足和學(xué)生能力培養(yǎng)的薄弱之處，從而對(duì)制圖類(lèi)課程的教學(xué)方法、教學(xué)手段、評(píng)價(jià)方式以及課程教學(xué)大綱進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

3 結(jié)語(yǔ)

在工程教育背景下，“以學(xué)生為中心”對(duì)制圖類(lèi)課程體系、教學(xué)模式、考核評(píng)價(jià)等進(jìn)行了一些思考和實(shí)踐。通過(guò)對(duì)飛制專(zhuān)業(yè)制圖類(lèi)課程進(jìn)行模塊化分解，結(jié)合線上線下教育模式，采用課堂教學(xué)+第二課堂互補(bǔ)的教學(xué)方式解決課時(shí)不足和工程實(shí)踐能力欠缺的問(wèn)題。持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量是培養(yǎng)人才的關(guān)鍵，結(jié)合新工科建設(shè)的要求，教研室將根據(jù)制圖課程實(shí)施情況的反饋，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和方法，以期更好地支撐專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。